(57)【要約】【課題】電気絶縁性を向上させ、シール部を介しての漏電を有効に防止し得るシールリング６を提供する。【解決手段】ゴム状弾性体で成形され、箱体１の配管挿通孔１ａに密接固定されるグロメット部６１と、前記配管挿通孔１ａの内周を貫通した配管３の外周面に密接されるシールリップ６２と、前記グロメット部６１とシールリップ６２の間に連続形成され蛇行した断面形状を呈する膜部６３とを備え、膜部６３の周方向断面積をＳ、前記グロメット部６１とシールリップ６２の間での膜部６３の長さをＬ、前記箱体１と配管３の間での目標絶縁抵抗値をＲＡ、前記ゴム状弾性材料の体積固有抵抗値をＲＢとすると、次の(1)式；    Ｌ／Ｓ＞ＲＡ／ＲＢ    …(1)を満足するものである。【選択図】図２
2005147241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム状弾性体で成形されたシールリング（６）であって、一方の部材（１）の開口部（１ａ）に密接固定されるグロメット部（６１）と、前記開口部（１ａ）の内周を貫通した他方の部材（３１）の外周面に密接されるシールリップ（６２）と、前記グロメット部（６１）とシールリップ（６２）の間に連続形成された膜部（６３）とを備え、前記膜部（６３）の周方向断面積をＳ、前記グロメット部（６１）とシールリップ（６２）の間での前記膜部（６３）の長さをＬ、前記一方の部材（１）と他方の部材（３１）間での目標絶縁抵抗値をＲＡ、前記ゴム状弾性材料の体積固有抵抗値をＲＢとすると、次の(1)式；
Ｌ／Ｓ＞ＲＡ／ＲＢ    …(1)
を満足することを特徴とするシールリング。
【請求項２】
膜部（６３）が、蛇行した断面形状を呈することを特徴とする請求項１に記載のシールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性を有するシールリングであって、例えば燃料電池におけるダストシール手段として有用なシールリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載した燃料電池自動車において、燃料電池ユニットの電気絶縁性は、安全性の面で非常に重要な問題である。図５は、車載燃料電池ユニット１００の概略構成を示す説明図で、参照符号１０１は燃料電池本体、１０２は原料ガスを水素ガスに改質する改質器及びＣＯ浄化器等からなる改質装置であり、絶縁シート１０４を設けた箱体１０３に収納されている。また、燃料電池本体１０１及び改質装置１０２は、電気絶縁性を有するマウント１０５を介して支持されている。
【０００３】
燃料電池本体１０１は、良く知られているように、水素と酸素を反応させて水を生成することによって電気を発生させるもので、外部からの燃料供給管や、酸化ガス供給管、冷却水供給管など、複数の配管１０６が接続されており、これらの配管１０６は、箱体１０３を貫通して配設されている。箱体１０３における配管１０６の貫通部は、例えば下記の特許文献１にも記載されているように、ゴム状弾性材料からなるシールリング（グロメット）１０７によって密封され、これによって外部からの箱体１０３へのダストや水の飛沫の侵入を防止している。シールリング１０７としては、特許文献１に示されるような、ゴム状弾性材料からなるオイルシール状の、良く知られた形状のものが採用される。
【特許文献１】特開２０００−２９１５２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池本体１０１及びこれに接続された配管１０６は高電位となり、一方、燃料電池本体１０１を収容している箱体１０３は金属製であるため、箱体１０３と、これを貫通する配管１０６との間は、電気絶縁性が確保されている必要がある。しかし、配管１０６の外周に設けたシールリング１０７は、電気絶縁性を有するゴム状弾性材料で成形されたものではあるが、ゴム状弾性材料は、僅かながら導電性を有する。したがって、燃料電池本体１０１が発電によって高電位になると、配管１０６から、シールリング１０７を介して箱体１０３への漏電を生じるおそれがあり、漏電の発生は、極めて危険な事態を引き起こすおそれがある。
【０００５】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、電気絶縁性を向上させ、シール部を介しての漏電を有効に防止し得るシールリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るシールリングは、ゴム状弾性材料で成形されたシールリングであって、一方の部材の開口部に密接固定されるグロメット部と、前記開口部の内周を貫通した他方の部材の外周面に密接されるシールリップと、前記グロメット部とシールリップの間に連続形成された膜部とを備え、前記膜部の周方向断面積をＳ、前記グロメット部とシールリップの間での前記膜部の長さをＬ、前記一方の部材と他方の部材間での目標絶縁抵抗値をＲＡ、前記ゴム状弾性材料の体積固有抵抗値をＲＢとすると、次の(1)式；
Ｌ／Ｓ＞ＲＡ／ＲＢ    …(1)
を満足するものである。
【０００７】
また、請求項２の発明に係るシールリングは、請求項１に記載された膜部が、蛇行した断面形状を呈するものであり、このように形成することによって、膜部の長さＬを十分に長くすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係るシールリングによれば、(1)式を満足するように、膜部の長さＬを十分に長くし、断面積Ｓを十分に小さくすることによって、シールリングの絶縁抵抗値が、目標絶縁抵抗値より大きくなるので、このシールリングが装着される一方の部材と他方の部材との間での電位差が大きくても、優れた電気絶縁性を確保することができる。
【０００９】
請求項２の発明に係るシールリングによれば、小さなシール装着スペースでも膜部の長さを十分に長くして、絶縁抵抗値を十分に高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るシールリングの好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るシールリング６の第一の形態を車載燃料電池ユニットの一部と共に示す断面図、図２は、図１の要部を示す断面図、図３は、図２のシールリング６の一部を示す半断面図である。
【００１１】
まず図１において、参照符号１は車載燃料電池ユニットの箱体の天板部分（以下、単に箱体という）を示している。この箱体１は、請求項１に記載された一方の部材に相当するものであって、金属板からなる。箱体１には、燃料極、電解質、空気極及びセパレータからなる単電池を多数積層した燃料電池本体（燃料電池スタック）２が収容されている。
【００１２】
燃料電池本体２には、燃料（水素）供給管、酸化ガス（例えば空気）供給管、冷却水供給管などの配管３が接続されており、これらの配管３の端部は、複数の接続ポート３２，３３を有する継手部３１となっている。継手部３１は、請求項１に記載された他方の部材に相当するものであって、前記接続ポート３２，３３には、それぞれ図示されていない燃料供給部等から延びるゴムホース４，５が接続されている。
【００１３】
配管３における継手部３１は、箱体１に開設された配管挿通孔１ａの内周に位置している。配管挿通孔１ａは、請求項１に記載された一方の部材の開口部に相当するものであって、この配管挿通孔１ａと継手部３１との間には、ダストシールとしてシールリング６が介在されている。
【００１４】
シールリング６はゴム状弾性材料で成形されたものであって、図２及び図３に示されるように、外周部に径方向に延びる環状溝６１ａを有するグロメット部６１と、その内周側のシールリップ６２と、前記グロメット部６１とシールリップ６２の間に連続して形成された膜部６３とを備える。膜部６３は、グロメット部６１に比較して十分に薄肉で、その肉厚ｔが均一であり、かつ軸方向へ反復して略Ｓ字形に蛇行した断面形状を有するベローズ状に形成されている。また、シールリップ６２は、配管３（継手部３１）に対する適当な緊迫力を持たせるために、膜部６３よりも適宜厚肉の円筒状に形成されている。
【００１５】
すなわち、このシールリング６は、図２に示されるように、グロメット部６１が、その環状溝６１ａにおいて、箱体１の配管挿通孔１ａの開口縁に密接状態に装着されると共に、シールリップ６２が、前記配管挿通孔１ａの内周を貫通した継手部３１の外周面に適当な緊迫力で密接されることによって、ダストや水の飛沫等が箱体１内へ侵入するのを防止するものである。また、ベローズ状の膜部６３が柔軟に変形可能であるため、配管挿通孔１ａと配管３の継手部３１との偏心を吸収して装着することができるものである。
【００１６】
図１に示される配管３は、水素と酸素の反応により生成される水や、冷却水などを介して、燃料電池本体２と導通し、高電位となるので、この配管３と箱体１との間は、電気絶縁性を確保する必要がある。このため、シールリング６を介して配管３の継手部３１から箱体１への僅かな漏電も生じることがないように、このシールリング６の絶縁抵抗値を著しく高いもの（例えば200ＭΩ超）とする必要がある。
【００１７】
本発明のシールリング６においては、絶縁抵抗値を向上させる目的で、膜部６３を円周方向に切断した場合の周方向断面積をＳ、図２及び図３の断面に沿った膜部６３の長さをＬ、箱体１と継手部３１の間における目標絶縁抵抗値をＲＡ、前記ゴム状弾性材料の体積固有抵抗値をＲＢとした場合、次の(1)式；
Ｌ／Ｓ＞ＲＡ／ＲＢ    …(1)
を満足するように、シールリング６の材質及びその膜部６３の形状・寸法を規定したものである。
【００１８】
すなわち、シールリング６は、膜部６３の断面積Ｓを可及的に小さく、言い換えれば膜厚ｔを薄く、かつグロメット部６１とシールリップ６２間の膜部６３の導通長さＬを可及的に長くすることによって、シールリング６の絶縁抵抗値を向上させている。そして、膜部６３を軸方向へ蛇行した断面形状としているため、径方向あるいは軸方向に対して小さな装着スペースで、所要の絶縁抵抗値を確保するための長さＬを得ることができる。
【００１９】
ここで、上記(1)式について説明すると、膜部６３の断面積Ｓは、切断円周の半径によって異なる（内周側で切断するほど小さい）が、膜部６３を図２及び図３の断面に沿って分割して考えると、その分割間隔を著しく小さくした場合は、断面積Ｓはほぼ等しいものと考えることができる。したがって、膜部６３を前記断面に沿ってｎ分割した場合、(1)式の左辺は、ΔＬ１／ΔＳ１＋ΔＬ２／ΔＳ２＋…＋ΔＬｎ／ΔＳｎと表すことができる。すなわち、(1)式の左辺における断面積Ｓは、膜部６３の内周端から外周端の断面積ΔＳ１〜ΔＳｎの平均値であるということができる。
【００２０】
一方、物体の電気抵抗値は、その物体の形状の影響を受け、すなわち通電長さに比例し、断面積に反比例する。そして、体積固有抵抗値ＲＢは、このような形状要素を除き、材料自体の持つ抵抗の大きさを表したものであり、すなわち物体の抵抗値は、体積固有抵抗値×長さ÷断面積であるから、図示のシールリング６における膜部６３の電気抵抗値Ｒは、次の(2)式；
Ｒ＝ＲＢ・Ｌ／Ｓ    …(2)
で求められる。
【００２１】
したがって、(1)式を満足するように、膜部６３の断面積Ｓを小さく、かつ図示の断面に沿った長さＬを長くすることによって、膜部６３の電気抵抗値Ｒを、箱体１と継手部３１の間の目標絶縁抵抗値をＲＡよりも、大きくすることができる。また、(1)式から、シールリング６に用いるゴム状弾性材料としては、体積固有抵抗値ＲＢが高いほど良いのは勿論であり、具体的には、1012〜1013Ω・ｃｍ程度の高い体積固有抵抗値ＲＢを有するＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）又はＮＲ（天然ゴム）が最も好ましい。
【００２２】
また、膜部６３の肉厚ｔを小さくすることによって、断面積Ｓの減少による絶縁抵抗値を上昇させるほか、配管挿通孔１ａと配管３の継手部３１との偏心による膜部６３の接触及びこれによる抵抗値の低下や、最悪の場合に考えられる電気的短絡を有効に防止することができる。
【００２３】
次に、図４は、本発明に係るシールリング６の第二の形態を示す断面図である。この形態によるシールリング６において、先に説明した第一の形態と異なるところは、シールリップ６２の外周に、装着を容易にするための複数の突片６４を、周方向等間隔で形成したものである。その他の部分の構成は、図２及び図３と同様である。
【００２４】
なお、本発明は図示の形態に限定されるものではなく、例えば膜部６３は、径方向に反復して蛇行した形状とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るシールリング６を車載燃料電池ユニットの一部と共に示す断面図である。（第一の形態）
【図２】図１の要部を示す断面図である。
【図３】図２のシールリング６の一部を示す半断面図である。
【図４】本発明に係るシールリング６を示す断面図である。（第二の形態）
【図５】車載燃料電池ユニット１００の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    箱体（一方の部材）
１ａ  配管挿通孔（開口部）
２    燃料電池本体
３    配管
３１  継手部（他方の部材）
３２，３３    接続ポート
４，５    ゴムホース
６    シールリング
６１    グロメット部
６１ａ    環状溝
６２    シールリップ
６３    膜部
６４    突片
【図１】
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【図２】
2005147241.tif 000004
【図３】
2005147241.tif 000005
【図４】
2005147241.tif 000006
【図５】
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